無線遠(yuǎn)傳水表附加裝置檢測(cè)方法及無線抄表功能測(cè)試分析

摘 要：近年來，無線遠(yuǎn)傳水表的普及速度非常迅速，無論是在安靜優(yōu)美的小區(qū)還是在環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)中我們都能看到無線遠(yuǎn)傳水表的身影。它一次性的解決了遠(yuǎn)傳抄表，一次傳感的問題。但是在現(xiàn)實(shí)生活中無線遠(yuǎn)傳水表的傳輸?shù)倪^程中容易產(chǎn)生功能失效，這其實(shí)也是無線遠(yuǎn)傳水表技術(shù)不完善的表現(xiàn)，下面我們就來認(rèn)識(shí)一下無線遠(yuǎn)傳水表附加裝置檢測(cè)的方法和抄表功能。

關(guān)鍵詞：計(jì)量學(xué)；無線遠(yuǎn)傳水表；無線抄表；計(jì)量監(jiān)管；強(qiáng)制檢定

引言

從政策層面分析，近年隨著人們對(duì)水資源的重視，許多國(guó)家都頒布了一系列的相關(guān)舉措。我國(guó)也不例外，就在2014年2月，中國(guó)發(fā)改委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布公告稱，2015年底前，我國(guó)將全面實(shí)行城鎮(zhèn)居民階梯水價(jià)制度。業(yè)內(nèi)分析人士指出，推行階梯水價(jià)制度將采用新的水價(jià)計(jì)量方法，屆時(shí)智能水表有望全面進(jìn)入千家萬戶，進(jìn)而帶動(dòng)起對(duì)智能水表的巨大需求。

從市場(chǎng)需求分析，隨著廣州市房地產(chǎn)市場(chǎng)發(fā)展，各小區(qū)設(shè)施配套完善，其中智能水表越來越受到供水公司的青睞。目前，在廣州市最為普及的是IC卡預(yù)付水費(fèi)智能水表，無線遠(yuǎn)傳水表也在逐漸推廣，無線遠(yuǎn)傳水表的便捷讓各用戶十滿意，但隨之也有供水公司反映無線遠(yuǎn)傳水表存在功能失效。

1 無線遠(yuǎn)傳水表附加裝置檢測(cè)方法

目前市面上無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)主要執(zhí)行無線雙向水表的抄表方案進(jìn)行抄表。文章探討的無線遠(yuǎn)傳水表也依據(jù)該方案，其附加功能部分涵括了無線抄表系統(tǒng)的功能裝置。

家用無線遠(yuǎn)傳水表（口徑小于等于50mm且常用流量不超過16m3/h，準(zhǔn)確度2級(jí)）屬于民生計(jì)量器具，需要進(jìn)行首次強(qiáng)制檢定，到期更換。其基表部分可按普通水表進(jìn)行檢定操作，包括外觀、密封性、示值誤差等項(xiàng)目；其附加裝置功能檢測(cè)方法在JJG 162-2009《冷水水表檢定規(guī)程》中有簡(jiǎn)單提及。

無線遠(yuǎn)傳水表附加裝置功能檢測(cè)包括：提示功能檢測(cè)、控制功能檢測(cè)、抄表讀取及顯示功能檢測(cè)。主要檢測(cè)方法如下。

1.1 提示功能檢測(cè)

（1）進(jìn)行抄表時(shí)，應(yīng)有正確、清晰的文字提示抄表程序。（2）工作電源欠壓提示：當(dāng)水表工作電源欠壓時(shí)，有明確的文字符號(hào)、聲光報(bào)警、關(guān)閉控制閥等一種或幾種方式提示。（3）誤操作提示：錯(cuò)誤操作水表，其應(yīng)有誤操作的提示。

1.2 控制功能檢測(cè)

（1）閥門遙控檢測(cè)：通過手抄器或?qū)Ｓ肞C軟件可以進(jìn)行遠(yuǎn)程閥門開啟/關(guān)閉操作（須經(jīng)授權(quán)）。（2）無線喚醒功能：通過手抄器或?qū)Ｓ肞C軟件，可以隨時(shí)喚醒無線模塊并進(jìn)行抄表控制。

1.3 抄表讀取及顯示功能檢測(cè)

抄表測(cè)試：能按表號(hào)或按地址抄錄某臺(tái)水表的當(dāng)前讀數(shù)，抄表器讀取的數(shù)值應(yīng)與水表機(jī)械齒輪指示值一致。

2 無線抄表器功能測(cè)試

由于無線抄表器為有限電源供電，與水表計(jì)量機(jī)械裝置采用無線信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)信息，因此，距離、障礙阻隔、信號(hào)干擾等因素可直接影響抄表的準(zhǔn)確和效率。為了進(jìn)一步了解無線遠(yuǎn)傳水表無線系統(tǒng)的功能，本試驗(yàn)采用的是HT-2900型無線抄表器進(jìn)行讀取某品牌水表，測(cè)試內(nèi)容包括：無線遠(yuǎn)傳水表與無線抄表器讀取及顯示、傳輸距離、障礙物阻礙、信號(hào)干擾和斷電保護(hù)功能等測(cè)試。

2.1 無線抄表器顯示測(cè)試

將無線抄表器對(duì)準(zhǔn)一個(gè)水表進(jìn)行讀取，其能具備正常表號(hào)選擇輸入功能；讀數(shù)時(shí)，在允許距離內(nèi)，能按表號(hào)或按地址抄錄某臺(tái)水表的當(dāng)前讀數(shù)，讀取的數(shù)值應(yīng)與水表機(jī)械齒輪指示值一致；當(dāng)水表的計(jì)數(shù)發(fā)生變化時(shí)，再次抄表時(shí)抄表數(shù)與變化量值一致。

2.2 信號(hào)傳輸距離測(cè)試

在空曠的場(chǎng)地內(nèi)，將無線抄表器對(duì)著水表進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，利用紅外測(cè)距儀測(cè)量無線抄表器與水表間的距離。無線抄表器對(duì)水表進(jìn)行抄表時(shí)，由手抄器發(fā)出信號(hào)，對(duì)水表內(nèi)安裝的無線模塊進(jìn)行喚醒，無線模塊收到喚醒信號(hào)后，將存儲(chǔ)的用水量數(shù)據(jù)傳輸給抄表器，以此完成一次抄表。因此，“喚醒-數(shù)據(jù)傳輸-接收”這個(gè)抄表過程，需要耗費(fèi)一定的時(shí)間。傳輸距離與傳輸時(shí)間有一定的聯(lián)系。

經(jīng)測(cè)試：空曠場(chǎng)地內(nèi)，無線抄表器能夠讀取水表用水量的最大傳輸距離為150m。在信號(hào)可接收范圍內(nèi)，對(duì)100臺(tái)水表進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，得到在允許傳輸距離內(nèi)無線抄表器的可讀水表數(shù)量和信號(hào)接收時(shí)間，以此反映無線遠(yuǎn)傳水表無線傳輸功能準(zhǔn)確性及效率，具體見表1所示。

由表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，水表與無線抄表器信號(hào)傳輸有一定的距離限制，無線抄表器能夠讀取水表用水量的最大傳輸距離為150m，但可讀取的水表數(shù)量較少，并且耗費(fèi)時(shí)間，讀表準(zhǔn)確率和效率較低。隨著傳輸距離的縮小，傳輸效率和準(zhǔn)確率提高。測(cè)試結(jié)果表明：空曠距離內(nèi)，HT-2900型無線抄表器對(duì)無線遠(yuǎn)傳水表進(jìn)行無線抄表時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸抄表率高于99%時(shí)的傳輸距離為60m。

2.3 無線遠(yuǎn)傳信號(hào)穿透能力測(cè)試

無線遠(yuǎn)傳水表與無線裝置直接的信號(hào)傳輸依靠的是無線信號(hào)，且靠有限電源供電，故信號(hào)頻率和信號(hào)強(qiáng)度是固定的。因此，建筑墻體的阻礙可直接影響無線抄表器接收信號(hào)的能力。本試驗(yàn)選100臺(tái)水表進(jìn)行無線抄表，在40m傳輸范圍內(nèi)，測(cè)試HT-2900型無線抄表器透建筑障礙接收水表無線遠(yuǎn)傳信號(hào)的能力。

本試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室為一般磚混結(jié)構(gòu)的房屋，墻體為混泥土砌磚材料，一層建筑墻體厚度為240mm。射頻信號(hào)被建筑障礙物阻擋，可明顯減弱信號(hào)的強(qiáng)度，進(jìn)而影響無線抄表器讀取數(shù)據(jù)。測(cè)試顯示，在40m水表射頻信號(hào)可穿透8層建筑墻體而被無線抄表器接收，隨著阻擋墻體增厚，信號(hào)衰減較大，抄表器可讀取的水表準(zhǔn)確率和效率也明顯下降，具體試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

測(cè)試結(jié)果表明：采用HT-2900型無線抄表器對(duì)無線遠(yuǎn)傳水表進(jìn)行無線抄表時(shí)，可快速抄表并且數(shù)據(jù)傳輸抄表率高于99%的信號(hào)穿透能力為4層建筑墻體，為確保無線抄表器的準(zhǔn)確率和效率，應(yīng)注意建筑物的阻隔對(duì)信號(hào)的屏蔽效應(yīng)。

2.4 信號(hào)干擾測(cè)試

眾所周知，信號(hào)都是以電磁波的形式進(jìn)行傳播，在信息高速發(fā)展的時(shí)代，手機(jī)通訊、電器、電路及高壓供電設(shè)施等周圍都存在電磁波信號(hào)。在傳輸過程中，同頻率或倍頻關(guān)系的兩種電磁波信號(hào)會(huì)交集，相互疊加，會(huì)形成干擾；否則，就不太容易形成干擾。

試驗(yàn)所用為HT-2900型手持抄表器，無線手持器對(duì)水表進(jìn)行抄表時(shí)依靠的是無線模塊的信號(hào)傳輸，信號(hào)傳輸頻率為433MHz。本試驗(yàn)使用2臺(tái)相同的無線抄表器同時(shí)抄表，共對(duì)100臺(tái)水表同時(shí)抄表，每臺(tái)抄表器各抄讀50臺(tái)，結(jié)果如表3所示。試驗(yàn)表明，兩臺(tái)相同頻率信號(hào)的無線抄表器同時(shí)抄表時(shí)，抄表失敗，說明同頻率信號(hào)相會(huì)干擾，使得抄表器不能正常讀取信號(hào)信息，導(dǎo)致抄表失敗。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：兩臺(tái)抄表器同時(shí)工作，信號(hào)干擾也影響無線抄表器抄表時(shí)間，降低抄表效率。因此，建議只能用一臺(tái)無線手抄器對(duì)無線遠(yuǎn)傳水表進(jìn)行抄表或檢測(cè)。

2.5 斷電保護(hù)測(cè)試

無線抄表器采用的是有限電源供電，在實(shí)際使用過程中，存在無線抄表器在工作過程中電量耗完的情況。這時(shí)，要求無線抄表器具備斷電保護(hù)和存儲(chǔ)功能，及時(shí)存儲(chǔ)已抄表號(hào)和用戶用水量，避免信息丟失和重復(fù)工作。本測(cè)試在無線抄表器電量耗損完的狀況進(jìn)行，將無線抄表器充入少量電量，開啟使用，輸入水表表號(hào)進(jìn)行抄表讀取用水量，中斷充電，抄表器欠電關(guān)機(jī)，再次對(duì)抄表器進(jìn)行充電，開機(jī)啟用，此時(shí)，無線抄表器應(yīng)保存已讀表號(hào)信息和用戶用水量，且顯示的是斷電前操作界面。

3 故障分析

無線抄表器通過無線信號(hào)對(duì)水表進(jìn)行抄表，在傳輸過程中，距離、障礙阻隔、信號(hào)干擾等客觀因素可直接影響抄表的準(zhǔn)確和效率。此外，人為操作因素也影響抄表的成功率。為快速排查在檢測(cè)和使用過程中無線抄表器故障原因，提高檢測(cè)效率，列表統(tǒng)計(jì)無線抄表器抄表失敗原因及故障排查，如表4所示。

4 結(jié)束語

無線遠(yuǎn)傳水表的抄表技術(shù)目前還處在發(fā)展階段，相比傳統(tǒng)水表，無線遠(yuǎn)傳水表能有效提高計(jì)量的精確性，并及時(shí)向客戶提供賬單信息。對(duì)于自來水供應(yīng)商，智能水表能及時(shí)識(shí)別漏水現(xiàn)象、計(jì)量錯(cuò)誤等故障，從而有效保障供水公司和消費(fèi)者的利益，隨著市場(chǎng)的良性發(fā)展， 生產(chǎn)廠家技術(shù)的提高，無線遠(yuǎn)傳水表附加裝置的功能將日趨完善并逐步普及。

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作者簡(jiǎn)介：劉雅杰（1983-），男，廣東增城人，廣州能源檢測(cè)研究院計(jì)量工程師，主要從事容量流量計(jì)量技術(shù)及考評(píng)工作。